Contrôle dosimétrique des traitements de radiothérapie par simulation Monte Carlo de l'image de dose portale transmise

= Radiotherapy treatment dosimetric control from Monte Carlo simulation of portal transit dose image

• Auteur / Autrice : Jean-Noël Badel
• Direction : Isabelle Magnin, David Sarrut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique médicale
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement d'images -- Techniques numériques

Imagerie médicale

Résumé

Le sujet est le contrôle dosimétrique des traitement s de radiothérapie par l’utilisation de l’imagerie portale numérique (EPID). A l’origine, les EPID ont été conçus pour la vérifactaion du positionnement du patient par rapport aux champs d’irradiation de son traitement. Depuis, plusieurs travaux ont mis en avant les propriétés dosimétriques de ces imageurs et leurs applications pour le contrôle dosimétrique des traitements. L’objectif de cette thèse est ainsi de concevoir et d’évaluer un modèle de prédiction de l’image de dose portale transmise. Nos travaux se déclinent en deux axes. Le premier analyse les capacités dosimétriques d’un imageur à matrice de silicium (a-Si) de type iViewGT d’Elekta. Nous mettons en évidence la faisabilité d’utiliser ce système pour la dosimétrie à condition de procéder à un étalonnage précis, tenant compte des paramètres d’irradiations les plus influents tels l’énergie nominale, la taille du champ et l’épaisseur du patient. Le deuxième développe un modèle de prédiction de l’image de dose portale transmise par méthode Monte Carlo. Notre modèle consiste à calculer l’image de transmission à travers le patient par simulationMonte Carlo et à mesurer l’image portale du champ d’irradiation sans le patient. Cette approche implique la prise en compte du faisceau de photons, du patient et de l’imageur dans la simulation. Les premières validations ont consisté à comparer les transmissions mesurées et simulées. Les résultats sur fantôme, donnent des écarts inférieurs à 2% entre mesures et simulations.

The thesis subject is the dosimetric control of radiation therapy treatments using electronic portal imaging device (EPID). Originally, the EPID have been designed for verification of patient positioning relative to the fields of radiation treatment. Since then, several studies have highlighted the dosimetric properties of these images and their applications for the dosimetric control treatments. The objective of this thesis is thus to design and evaluate a model for predicting portal transit dos image. Our work was split into two axes. The first axis analyses the dosimetric capatibilities of an amorphous silicon (a-Si) EPID named iViewGT (Elekta). We demonstrate the feasibility of using this system for dosimetry provided to make an accurate calibration, taking into account the most important parameters such as the nominal beam energy, the field size and target thickness. In the second axis we develop a model for predicting portal transit dose image using Monte Carlo simulations. Our model is to calculate the image transmission through the patient by Monte-Carlo simulation and measured portal image radiation field without the patient. This approach implies taking into account the photon beam, the patient and the EPID in the simulation. The first validations were perform to compare measured and simulated transmission. Results on phantom yield deviations below 2% between measurements and simulations.